
?第六章數(shù) 列
第一節(jié)
數(shù)列的概念與簡單表示
本節(jié)主要包括2個知識點:
1.數(shù)列的通項公式;2.數(shù)列的單調(diào)性.
突破點(一) 數(shù)列的通項公式
基礎(chǔ)聯(lián)通 抓主干知識的“源”與“流”
1.?dāng)?shù)列的定義
按照一定順序排列的一列數(shù)稱為數(shù)列.?dāng)?shù)列中的每一個數(shù)叫做這個數(shù)列的項,數(shù)列中的每一項都和它的序號有關(guān),排在第一位的數(shù)稱為這個數(shù)列的第一項(通常也叫做首項).
2.?dāng)?shù)列的通項公式
如果數(shù)列{an}的第n項與序號n之間的關(guān)系可以用一個式子來表示,那么這個公式叫做這個數(shù)列的通項公式.
3.?dāng)?shù)列的遞推公式
如果已知數(shù)列{an}的第一項(或前幾項),且任何一項an與它的前一項an-1(或前幾項)間的關(guān)系可以用一個式子來表示,即an=f(an-1)(或an=f(an-1,an-2)等),那么這個式子叫做數(shù)列{an}的遞推公式.
4.Sn與an的關(guān)系
已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則
an=這個關(guān)系式對任意數(shù)列均成立.
考點貫通 抓高考命題的“形”與“神”
由數(shù)列的前幾項求數(shù)列的通項公式
[例1] 寫出下面各數(shù)列的一個通項公式:
(1)3,5,7,9,…;
(2),,,,,…;
(3)-1,,-,,-,,…;
(4)3,33,333,3 333,….
[解] (1)各項減去1后為正偶數(shù),所以an=2n+1.
(2)每一項的分子比分母少1,而分母組成數(shù)列21,22,23,24,…,所以an=.
(3)奇數(shù)項為負(fù),偶數(shù)項為正,故通項公式中含因式(-1)n;各項絕對值的分母組成數(shù)列1,2,3,4,…;而各項絕對值的分子組成的數(shù)列中,奇數(shù)項為1,偶數(shù)項為3,即奇數(shù)項為2-1,偶數(shù)項為2+1,所以an=(-1)n·.
也可寫為an=
(4)將數(shù)列各項改寫為,,,,…,分母都是3,而分子分別是10-1,102-1,103-1,104-1,…,所以an=(10n-1).
[方法技巧]
由數(shù)列的前幾項求通項公式的思路方法
給出數(shù)列的前幾項求通項時,需要注意觀察數(shù)列中各項與其序號之間的關(guān)系,在所給數(shù)列的前幾項中,先看看哪些部分是變化的,哪些是不變的,再探索各項中變化部分與序號間的關(guān)系,主要從以下幾個方面來考慮:
(1)分式形式的數(shù)列,分子、分母分別求通項,較復(fù)雜的還要考慮分子、分母的關(guān)系.
(2)若第n項和第n+1項正負(fù)交錯,那么符號用(-1)n或(-1)n+1或(-1)n-1來調(diào)控.
(3)熟悉一些常見數(shù)列的通項公式.
(4)對于較復(fù)雜數(shù)列的通項公式,其項與序號之間的關(guān)系不容易發(fā)現(xiàn),這就需要將數(shù)列各項的結(jié)構(gòu)形式加以變形,可使用添項、通分、分割等方法,將數(shù)列的各項分解成若干個常見數(shù)列對應(yīng)項的“和”“差”“積”“商”后再進(jìn)行歸納.
利用an與Sn的關(guān)系求通項
[例2] 已知下面數(shù)列{an}的前n項和Sn,求{an}的通項公式:
(1)Sn=2n2-3n;
(2)Sn=3n+b.
[解] (1)a1=S1=2-3=-1,
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=4n-5,
由于a1也適合此等式,
所以{an}的通項公式為an=4n-5.
(2)a1=S1=3+b,
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=(3n+b)-(3n-1+b)=2×3n-1.
當(dāng)b=-1時,a1適合此等式.
當(dāng)b≠-1時,a1不適合此等式.
所以當(dāng)b=-1時,an=2×3n-1;
當(dāng)b≠-1時,an=
[方法技巧]
已知Sn求an的三個步驟
(1)先利用a1=S1求出a1.
(2)用n-1替換Sn中的n得到一個新的關(guān)系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出當(dāng)n≥2時an的表達(dá)式.
(3)對n=1時的結(jié)果進(jìn)行檢驗,看是否符合n≥2時an的表達(dá)式,如果符合,則可以把數(shù)列的通項公式合寫;如果不符合,則應(yīng)該分n=1與n≥2兩段來寫.
利用遞推關(guān)系求通項
[例3] (1)已知數(shù)列{an}滿足a1=,an+1=an+,則an=________;
(2)若數(shù)列{an}滿足a1=,an+1=an,則通項an=________;
(3)若數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=2an+3,則an=________;
(4)若數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=,則an=________.
[解析] (1)由條件知an+1-an===-,
則(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+…+(an-an-1)
=+++…+-,
即an-a1=1-,又∵a1=,
∴an=1-+=-.
(2)由an+1=an(an≠0),得=,
故an=··…··a1
=··…··
=.
(3)設(shè)遞推公式an+1=2an+3可以轉(zhuǎn)化為an+1-t=2(an-t),即an+1=2an-t,則t=-3.
故an+1+3=2(an+3).
令bn=an+3,則b1=a1+3=4,bn≠0,且==2.
所以{bn}是以4為首項,2為公比的等比數(shù)列.
所以bn=4×2n-1=2n+1,
即an=2n+1-3.
(4)∵an+1=,a1=1,
∴an≠0,
∴=+,
即-=,
又a1=1,則=1,
∴是以1為首項,為公差的等差數(shù)列.
∴=+(n-1)×=+,
∴an=.
[答案] (1)- (2) (3)2n+1-3 (4)
[方法技巧]
由遞推關(guān)系式求通項公式的常用方法
(1)已知a1且an-an-1=f(n),可用“累加法”求an.
(2)已知a1且=f(n),可用“累乘法”求an.
(3)已知a1且an+1=qan+b,則an+1+k=q(an+k)(其中k可由待定系數(shù)法確定),可轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列{an+k}.
(4)形如an+1=(A,B,C為常數(shù))的數(shù)列,可通過兩邊同時取倒數(shù)的方法構(gòu)造新數(shù)列求解.
(5)形如an+1+an=f(n)的數(shù)列,可將原遞推關(guān)系改寫成an+2+an+1=f(n+1),兩式相減即得an+2-an=f(n+1)-f(n),然后按奇偶分類討論即可.
能力練通 抓應(yīng)用體驗的“得”與“失”
1.已知n∈N*,給出4個表達(dá)式:①an=②an=,③an=,④an=.其中能作為數(shù)列:0,1,0,1,0,1,0,1,…的通項公式的是( )
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
解析:選A 檢驗知①②③都是所給數(shù)列的通項公式.
2.數(shù)列1,-,,-,…的一個通項公式是( )
A.a(chǎn)n=(-1)n+1(n∈N*)
B.a(chǎn)n=(-1)n-1(n∈N*)
C.a(chǎn)n=(-1)n+1(n∈N*)
D.a(chǎn)n=(-1)n-1(n∈N*)
解析:選D 所給數(shù)列各項可寫成:,-,,-,…,通過對比各選項,可知選D.
3.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn=n2-2n+2,則數(shù)列{an}的通項公式為( )
A.a(chǎn)n=2n-3 B.a(chǎn)n=2n+3
C.a(chǎn)n= D.a(chǎn)n=
解析:選C 當(dāng)n=1時,a1=S1=1,當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n-3,由于n=1時a1的值不適合n≥2的解析式,故{an}的通項公式為an=
4.設(shè)數(shù)列{an}滿足a1=1,且an+1-an=n+1,求數(shù)列{an}的通項公式.
解:由題意有a2-a1=2,a3-a2=3,…,an-an-1=n(n≥2).
以上各式相加,得an-a1=2+3+…+n==.
又∵a1=1,∴an=(n≥2).
∵當(dāng)n=1時也滿足此式,
∴an=(n∈N*).
5.若數(shù)列{an}滿足:a1=1,an+1=an+2n,求數(shù)列{an}的通項公式.
解:由題意知an+1-an=2n,an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=2n-1+2n-2+…+2+1==2n-1.又因為當(dāng)n=1時滿足此式,所以an=2n-1.
突破點(二) 數(shù)列的單調(diào)性
基礎(chǔ)聯(lián)通 抓主干知識的“源”與“流”
數(shù)列的分類
分類標(biāo)準(zhǔn)
類型
滿足條件
按項數(shù)分類
有窮數(shù)列
項數(shù)有限
無窮數(shù)列
項數(shù)無限
按項與項間的大小關(guān)系分類
遞增數(shù)列
an+1>an
其中n∈N*
遞減數(shù)列
an+1<an
常數(shù)列
an+1=an
按其他標(biāo)準(zhǔn)分類
有界數(shù)列
存在正數(shù)M,使|an|≤M
擺動數(shù)列
從第二項起,有些項大于它的前一項,有些項小于它的前一項
考點貫通 抓高考命題的“形”與“神”
利用數(shù)列的單調(diào)性研究最值問題
[例1] 已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn,常數(shù)λ>0,且λa1an=S1+Sn對一切正整數(shù)n都成立.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)a1>0,λ=100.當(dāng)n為何值時,數(shù)列的前n項和最大?
[解] (1)取n=1,得λa=2S1=2a1,
即a1(λa1-2)=0.
若a1=0,則Sn=0,當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=0-0=0,
所以an=0.
若a1≠0,則a1=,當(dāng)n≥2時,2an=+Sn,2an-1=+Sn-1,兩式相減得2an-2an-1=an,
所以an=2an-1(n≥2),從而數(shù)列{an}是等比數(shù)列,
所以an=a1·2n-1=·2n-1=.
綜上,當(dāng)a1=0時,an=0;
當(dāng)a1≠0時,an=.
(2)當(dāng)a1>0且λ=100時,令bn=lg,
由(1)知bn=lg=2-nlg 2.
所以數(shù)列{bn}是單調(diào)遞減的等差數(shù)列(公差為-lg 2).
則b1>b2>…>b6=lg=lg>lg 1=0,
當(dāng)n≥7時,bn≤b7=lg=lg0?數(shù)列{an}是單調(diào)遞增數(shù)列;an+1-an0時,>1?數(shù)列{an}是單調(diào)遞增數(shù)列;0,且當(dāng)n=1時,an+1-an最小,
∴an+1-an≥a2-a1=3+λ>0,∴λ>-3.
答案:(-3,+∞)
4.已知數(shù)列{an}中,an=1+(n∈N*,a∈R,且a≠0).
(1)若a=-7,求數(shù)列{an}中的最大項和最小項的值;
(2)若對任意的n∈N*,都有an≤a6成立,求a的取值范圍.
解:(1)∵an=1+(n∈N*,a∈R,且a≠0),
又∵a=-7,∴an=1+.
結(jié)合函數(shù)f(x)=1+的單調(diào)性,
可知1>a1>a2>a3>a4,a5>a6>a7>…>an>1(n∈N*).
∴數(shù)列{an}中的最大項為a5=2,最小項為a4=0.
(2)an=1+=1+.
∵對任意的n∈N*,都有an≤a6成立,結(jié)合函數(shù)f(x)=1+的單調(diào)性,知50.由a=a3a7得a=4a3a7=4a=4aq2,所以q2=,q=.又a1+2a2=a1+2a1q=3,即2a1=3,所以a1=,所以an=a1qn-1=×n-1=.
答案:
5.設(shè)Sn是等比數(shù)列{an}的前n項和,若=3,則=________.
解析:設(shè)S2=k,S4=3k,由數(shù)列{an}為等比數(shù)列,得S2,S4-S2,S6-S4為等比數(shù)列,∵S2=k,S4-S2=2k,∴S6-S4=4k,∴S6=7k,∴==.
答案:
[練??碱}點——檢驗高考能力]
一、選擇題
1.(2017·河南名校聯(lián)考)在各項均為正數(shù)的等比數(shù)列{an}中,a1=3,a9=a2a3a4,則公比q的值為( )
A. B.
C.2 D.3
解析:選D 由a9=a2a3a4得a1q8=aq6,所以q2=a,因為等比數(shù)列{an}的各項都為正數(shù),所以q=a1=3.
2.(2016·杭州質(zhì)檢)在等比數(shù)列{an}中,a5a11=3,a3+a13=4,則=( )
A.3 B.-
C.3或 D.-3或-
解析:選C 根據(jù)等比數(shù)列的性質(zhì)得化簡得3q20-10q10+3=0,解得q10=3或,所以==q10=3或.
3.(2017·長沙模擬)已知{an}為等比數(shù)列,a4+a7=2,a5a6=-8,則a1+a10=( )
A.7 B.5
C.-5 D.-7
解析:選D 設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,由解得或所以或所以a1+a10=a1(1+q9)=-7.
4.(2016·衡陽三模)在等比數(shù)列{an}中,a1=2,前n項和為Sn,若數(shù)列{an+1}也是等比數(shù)列,則Sn=( )
A.2n+1-2 B.3n
C.2n D.3n-1
解析:選C 因為數(shù)列{an}為等比數(shù)列,a1=2,設(shè)其公比為q,則an=2qn-1,因為數(shù)列{an+1}也是等比數(shù)列,所以(an+1+1)2=(an+1)(an+2+1),即a+2an+1=anan+2+an+an+2,則an+an+2=2an+1,即an(1+q2-2q)=0,所以q=1,即an=2,所以Sn=2n,故選C.
5.(2017·福州質(zhì)檢)已知等比數(shù)列{an}的前n項積記為Ⅱn,若a3a4a8=8,則Ⅱ9=( )
A.512 B.256
C.81 D.16
解析:選A 由題意知,a3a4a7q=a3a7(a4q)=a3a7a5=a=8,Ⅱ9=a1a2a3…a9=(a1a9)(a2a8)(a3a7)(a4a6)a5=a,所以Ⅱ9=83=512.
6.中國古代數(shù)學(xué)著作《算法統(tǒng)宗》中有這樣一個問題:“三百七十八里關(guān),初行健步不為難,次日腳痛減一半,六朝才得到其關(guān),要見次日行里數(shù),請公仔細(xì)算相還.”其意思為:有一個人走378里路,第一天健步行走,從第二天起腳痛每天走的路程為前一天的一半,走了6天后到達(dá)目的地,請問第二天走了( )
A.192 里 B.96 里
C.48 里 D.24 里
解析:選B 設(shè)等比數(shù)列{an}的首項為a1,公比為q=,依題意有=378,解得a1=192,則a2=192×=96,即第二天走了96 里,故選B.
二、填空題
7.已知數(shù)列1,a1,a2,9是等差數(shù)列,數(shù)列1,b1,b2,b3,9是等比數(shù)列,則的值為________.
解析:因為1,a1,a2,9是等差數(shù)列,所以a1+a2=1+9=10.又1,b1,b2,b3,9是等比數(shù)列,所以b=1×9=9,易知b2>0,所以b2=3,所以=.
答案:
8.設(shè)Sn為等比數(shù)列{an}的前n項和.若a1=1,且3S1,2S2,S3成等差數(shù)列,則an=________.
解析:因為3S1,2S2,S3成等差數(shù)列,所以4S2=3S1+S3,即4(a1+a2)=3a1+a1+a2+a3.化簡,得=3,即等比數(shù)列{an}的公比q=3,故an=1×3n-1=3n-1.
答案:3n-1
9.在等比數(shù)列中,公比q=2,前99項的和S99=30,則a3+a6+a9+…+a99=________.
解析:∵S99=30,∴a1(299-1)=30.又∵數(shù)列a3,a6,a9,…,a99也成等比數(shù)列且公比為8,∴a3+a6+a9+…a99===×30=.
答案:
10.若一個數(shù)列的第m項等于這個數(shù)列的前m項的乘積,則稱該數(shù)列為“m積數(shù)列”.若各項均為正數(shù)的等比數(shù)列{an}是一個“2 016積數(shù)列”,且a1>1,則當(dāng)其前n項的乘積取最大值時n的值為________.
解析:由題可知a1a2a3·…·a2 016=a2 016,
故a1a2a3·…·a2 015=1,
由于{an}是各項均為正數(shù)的等比數(shù)列且a1>1,
所以a1 008=1,公比0<q<1,
所以a1 007>1且0<a1 009<1,故當(dāng)數(shù)列{an}的前n項的乘積取最大值時n的值為1 007或1 008.
答案:1 007或1 008
三、解答題
11.設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,a1=1,且數(shù)列{Sn}是以2為公比的等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)求a1+a3+…+a2n+1.
解:(1)∵S1=a1=1,且數(shù)列{Sn}是以2為公比的等比數(shù)列,∴Sn=2n-1.
又當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n-1-2n-2=2n-2.
當(dāng)n=1時a1=1,不適合上式.∴an=
(2)a3,a5,…,a2n+1是以2為首項,4為公比的等比數(shù)列,
∴a3+a5+…+a2n+1==.
∴a1+a3+…+a2n+1=1+=.
12.已知數(shù)列{an}滿足a1=5,a2=5,an+1=an+6an-1(n≥2).
(1)求證:{an+1+2an}是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的通項公式.
解:(1)證明:∵an+1=an+6an-1(n≥2),
∴an+1+2an=3an+6an-1=3(an+2an-1)(n≥2).
∵a1=5,a2=5,
∴a2+2a1=15,
∴an+2an-1≠0(n≥2),
∴=3(n≥2),
∴數(shù)列{an+1+2an}是以15為首項,3為公比的等比數(shù)列.
(2)由(1)得an+1+2an=15×3n-1=5×3n,
則an+1=-2an+5×3n,
∴an+1-3n+1=-2(an-3n).
又∵a1-3=2,
∴an-3n≠0,
∴{an-3n}是以2為首項,-2為公比的等比數(shù)列.
∴an-3n=2×(-2)n-1,
即an=2×(-2)n-1+3n.
第四節(jié)
數(shù)列的綜合問題
本節(jié)主要包括2個知識點:
1.數(shù)列求和;2.數(shù)列的綜合應(yīng)用問題.
突破點(一) 數(shù)列求和
基礎(chǔ)聯(lián)通 抓主干知識的“源”與“流”
1.公式法與分組轉(zhuǎn)化法
(1)公式法
直接利用等差數(shù)列、等比數(shù)列的前n項和公式求和.
①等差數(shù)列的前n項和公式:Sn==na1+d.
②等比數(shù)列的前n項和公式:
Sn=
(2)分組轉(zhuǎn)化法
若一個數(shù)列是由若干個等差數(shù)列或等比數(shù)列或可求和的數(shù)列組成,則求和時可用分組轉(zhuǎn)化法,分別求和后相加減.
2.倒序相加法與并項求和法
(1)倒序相加法
如果一個數(shù)列{an}的前n項中首末兩端等“距離”的兩項的和相等或等于同一個常數(shù),那么求這個數(shù)列的前n項和可用倒序相加法,如等差數(shù)列的前n項和公式就是用此法推導(dǎo)的.
(2)并項求和法
在一個數(shù)列的前n項和中,可兩兩結(jié)合求解,則稱之為并項求和.
形如an=(-1)nf(n)類型,可采用兩項合并求解.
例如,Sn=1002-992+982-972+…+22-12=(1002-992)+(982-972)+…+(22-12)=(100+99)+(98+97)+…+(2+1)=5 050.
3.裂項相消法
(1)把數(shù)列的通項拆成兩項之差,在求和時中間的一些項可以相互抵消,從而求得其和.
(2)常見的裂項技巧
①=-.
②=.
③=.
④=-.
4.錯位相減法
如果一個數(shù)列的各項是由一個等差數(shù)列和一個等比數(shù)列的對應(yīng)項之積構(gòu)成的,那么這個數(shù)列的前n項和即可用錯位相減法來求,如等比數(shù)列的前n項和公式就是用此法推導(dǎo)的.
考點貫通 抓高考命題的“形”與“神”
分組轉(zhuǎn)化法求和
[例1] 已知數(shù)列{an},{bn}滿足a1=5,an=2an-1+3n-1(n≥2,n∈N*),bn=an-3n(n∈N*).
(1)求數(shù)列{bn}的通項公式;
(2)求數(shù)列{an}的前n項和Sn.
[解] (1)∵an=2an-1+3n-1(n∈N*,n≥2),
∴an-3n=2(an-1-3n-1),
∴bn=2bn-1(n∈N*,n≥2).
∵b1=a1-3=2≠0,
∴bn≠0(n≥2),∴=2,
∴{bn}是以2為首項,2為公比的等比數(shù)列.
∴bn=2·2n-1=2n.
(2)由(1)知an=bn+3n=2n+3n,
∴Sn=(2+22+…+2n)+(3+32+…+3n)
=+
=2n+1+-.
[方法技巧]
分組轉(zhuǎn)化法求和的常見類型
(1)若an=bn±cn,且{bn},{cn}為等差或等比數(shù)列,可采用分組轉(zhuǎn)化法求{an}的前n項和.
(2)通項公式為an=的數(shù)列,其中數(shù)列{bn},{cn}是等比數(shù)列或等差數(shù)列,可采用分組轉(zhuǎn)化法求和.
錯位相減法求和
[例2] (2016·山東高考)已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=3n2+8n,{bn}是等差數(shù)列,且an=bn+bn+1.
(1)求數(shù)列{bn}的通項公式;
(2)令cn=,求數(shù)列{cn}的前n項和Tn.
[解] (1)由題意知,當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=6n+5,
當(dāng)n=1時,a1=S1=11,滿足上式,
所以an=6n+5.
設(shè)數(shù)列{bn}的公差為d.
由即
可解得所以bn=3n+1.
(2)由(1)知cn==3(n+1)·2n+1,
又Tn=c1+c2+…+cn,
得Tn=3×[2×22+3×23+…+(n+1)×2n+1],
2Tn=3×[2×23+3×24+…+(n+1)×2n+2],
兩式作差,得-Tn=3×[2×22+23+24+…+2n+1-(n+1)×2n+2]
=3×
=-3n·2n+2,所以Tn=3n·2n+2.
[方法技巧]
錯位相減法求和的策略
(1)如果數(shù)列{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,求數(shù)列{an·bn}的前n項和時,可采用錯位相減法,一般是和式兩邊同乘以等比數(shù)列{bn}的公比,然后作差求解.
(2)在寫“Sn”與“qSn”的表達(dá)式時應(yīng)特別注意將兩式“錯項對齊”以便下一步準(zhǔn)確寫出“Sn-qSn”的表達(dá)式.
(3)在應(yīng)用錯位相減法求和時,若等比數(shù)列的公比為參數(shù),應(yīng)分公比等于1和不等于1兩種情況求解.
裂項相消法求和
[例3] 數(shù)列{an}的前n項和為Sn=2n+1-2,數(shù)列{bn}是首項為a1,公差為d(d≠0)的等差數(shù)列,且b1,b3,b9成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}與{bn}的通項公式;
(2)若cn=(n∈N*),求數(shù)列{cn}的前n項和Tn.
[解] (1)當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=2n+1-2n=2n,
又a1=S1=21+1-2=2=21,也滿足上式,
所以數(shù)列{an}的通項公式為an=2n.則b1=a1=2.
由b1,b3,b9成等比數(shù)列,得(2+2d)2=2×(2+8d),
解得d=0(舍去)或d=2,
所以數(shù)列{bn}的通項公式為bn=2n.
(2)由(1)得cn===-,
所以數(shù)列{cn}的前n項和Tn=+++…+=1-+-+…+-=1-=.
[易錯提醒]
利用裂項相消法求和時,應(yīng)注意抵消后不一定只剩下第一項和最后一項,也有可能前面剩兩項,后面也剩兩項,再就是將通項公式裂項后,有時候需要調(diào)整前面的系數(shù),使裂開的兩項之差和系數(shù)之積與原項相等.如:若{an}是等差數(shù)列,則=,=.
能力練通 抓應(yīng)用體驗的“得”與“失”
1.若數(shù)列{an}的通項公式為an=2n+2n-1,則數(shù)列{an}的前n項和為( )
A.2n+n2-1 B.2n+1+n2-1
C.2n+1+n2-2 D.2n+n-2
解析:選C Sn=a1+a2+a3+…+an
=(21+2×1-1)+(22+2×2-1)+(23+2×3-1)+…+(2n+2n-1)
=(2+22+…+2n)+2(1+2+3+…+n)-n
=+2×-n
=2(2n-1)+n2+n-n
=2n+1+n2-2.
2.(2016·江南十校聯(lián)考)已知函數(shù)f(x)=xa的圖象過點(4,2),令an=,n∈N*.記數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則S2 017=( )
A.-1 B.-1
C.-1 D.+1
解析:選C 由f(4)=2可得4a=2,解得a=,則f(x)=x.所以an===-,S2 017=a1+a2+a3+…+a2 017=(-)+(-)+(-)+…+(-)+(-)=-1.
3.已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn且an=n·2n,則Sn=________.
解析:∵an=n·2n,
∴Sn=1×21+2×22+3×23+…+n×2n.①
∴2Sn=1×22+2×23+…+(n-1)×2n+n×2n+1.②
①-②,得
-Sn=2+22+23+…+2n-n·2n+1
=-n·2n+1=2n+1-2-n·2n+1
=(1-n)2n+1-2.
∴Sn=(n-1)2n+1+2.
答案:(n-1)2n+1+2
4.已知數(shù)列{an}的通項公式是an=2·3n-1+(-1)n(ln 2-ln 3)+(-1)nnln 3,求其前n項和Sn.
解:Sn=2(1+3+…+3n-1)+[-1+1-1+…+(-1)n]·(ln 2-ln 3)+[-1+2-3+…+(-1)nn]ln 3,
所以當(dāng)n為偶數(shù)時,
Sn=2×+ln 3=3n+ln 3-1;
當(dāng)n為奇數(shù)時,
Sn=2×-(ln 2-ln 3)+ln 3
=3n-ln 3-ln 2-1.
綜上所述,Sn=
5.正項數(shù)列{an}的前n項和Sn滿足:S-(n2+n-1)Sn-(n2+n)=0.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式an;
(2)令bn=,數(shù)列{bn}的前n項和為Tn.證明:對于任意的n∈N*,都有Tn0,Sn=n2+n.
于是a1=S1=2,
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=n2+n-(n-1)2-(n-1)=2n.
綜上,數(shù)列{an}的通項公式為an=2n.
(2)證明:由于an=2n,
故bn===.
則Tn=1-+-+-+…+-+-=1+--
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